淺談自制教具在科學(xué)中的作用 唐國(guó)榮

1、第十二屆全市基礎(chǔ)教育課程改革征文大賽論文類別：小學(xué)科學(xué)淺談自制教具在科學(xué)教學(xué)中的作用唐國(guó)榮 慶市榮昌區(qū)仁義三星完全小學(xué) 摘要：科學(xué)教學(xué)是培養(yǎng)孩子興趣的學(xué)科，從小奠定科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，養(yǎng)成愛科學(xué)，用科學(xué)的良好習(xí)慣。 關(guān)鍵詞：科學(xué) 自然 實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)造 觀察和實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識(shí)與研究自然的基本途徑，也是引導(dǎo)學(xué)生熱愛科學(xué)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)他們的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性的重要方法和有效途徑。教會(huì)學(xué)生觀察和實(shí)驗(yàn)的本領(lǐng)，是科學(xué)教學(xué)的重要目的之一。在科學(xué)教學(xué)中，教師運(yùn)用直觀教學(xué)的方法，通過教具的演示及學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，就可以較好地激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究的興趣，使學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)中，通過觀察比較、歸納概

2、括，提高自行獲取知識(shí)的能力，這是其它教學(xué)方法所難以到達(dá)的。它在學(xué)生的素質(zhì)教育中有著不可替代的作用。目前，隨著教育理論的不斷深化，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為學(xué)生直接認(rèn)識(shí)自然、了解自然事物發(fā)展變化基本規(guī)律的重要工具、作為自然教學(xué)的重要組成部分，正越來越受到人們的重視?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)用得好，不僅有利于學(xué)生更好地獲取知識(shí)，而且對(duì)提高學(xué)生諸方面技能和能力，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和愛好及形成良好的科學(xué)素質(zhì)等都有著及其重要的作用。因此選擇和運(yùn)用好恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)教具，就成為上好實(shí)驗(yàn)課的關(guān)鍵一環(huán)。隨著科學(xué)教學(xué)改革的不斷深入，教學(xué)內(nèi)容也在不斷變化。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教具已跟不上教材變化的需要，很多在教材中已不適用，急需補(bǔ)充新的教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)器具，這

3、是教學(xué)改革的需要，是發(fā)展教育的需要。但是新的教具的開發(fā)、研制、定型、生產(chǎn)，需要有一個(gè)較長(zhǎng)的過程，相對(duì)課本而言，具有較強(qiáng)的滯后性，還不能及時(shí)滿足新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，自制教具就成為教師填補(bǔ)這一空白的重要手段。我通過長(zhǎng)期應(yīng)用大量自制教具的教學(xué)實(shí)踐，感覺到它在搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)、提高學(xué)生素質(zhì)有著以下幾方面的重要作用。 一、自制教具一般具有取材容易、經(jīng)濟(jì)、可大量利用現(xiàn)代生活產(chǎn)生的廢棄物，而且制作都比較簡(jiǎn)單、方便，有利于師生共同完成。這不僅容易做到人人動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的求知興趣、動(dòng)手能力及創(chuàng)造精神。例如：飲料瓶、易拉罐、吸管、小藥瓶、泡沫塑料、塑料片等都是師生共同制作自制教具的常用材料。我們

4、在“水的壓力”一課中所研制的水的壓力實(shí)驗(yàn)演示器，用的就是一些大飲料瓶，瓶蓋、粗鐵絲等，在“熱脹冷縮”一課中用小藥瓶配飲料管來研究液體的熱脹冷縮效果就很好，學(xué)生們?nèi)巳硕伎梢杂H自實(shí)驗(yàn)，以下還有很多，就不一一舉例了。二、趣味性是吸引學(xué)生注意力的極好手段，它對(duì)增強(qiáng)學(xué)生們的好奇心，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，都起著重要的推動(dòng)作用。如果在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中加入一兩個(gè)帶有趣味性的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于提高整節(jié)課的教學(xué)效果是極其有利的，自制教具正好在這方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)，它不用象正規(guī)教具那樣“正規(guī)”，它完全可以不拘一格從身邊發(fā)生的自然現(xiàn)象中尋找素材來設(shè)計(jì)一些有趣的實(shí)驗(yàn)，這也是科學(xué)教師們經(jīng)常采用的方法。例如：在“熱脹冷縮”一課中的熱噴

5、泉實(shí)驗(yàn)，冷噴泉實(shí)驗(yàn)；“摩擦起電”一課中的聽話的小飛機(jī)等。既有趣味性，能極大地吸引學(xué)生的注意力，又含有深刻的科學(xué)道理，可激發(fā)學(xué)生去積極思考這是怎么回事？為進(jìn)一步研究開一個(gè)好頭兒。三、自制教具一般都是教師針對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)之不足而設(shè)計(jì)制作的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果更明顯更直觀，學(xué)生更容易觀察到。例一：在 “水的壓力”一課中，課本上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用兩個(gè)蒙有橡皮膜的漏斗，中間用乳膠管連接起來，把其中一只漏斗按入水中，觀察另一只漏斗上橡皮膜的變化，從而發(fā)現(xiàn)水有壓力。該教具的設(shè)計(jì)和使用都存在著較大的缺點(diǎn)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件的限制，分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，不可能有較多較大的玻璃容器供學(xué)生使用。由于水的深度有限，當(dāng)把蒙有皮膜的漏斗放入盛有水的容器

6、中時(shí)，另一只漏斗上橡皮膜的變化實(shí)際上是不大明顯的。尤其是在觀察不同深度水的壓力時(shí)，因漏斗較大，水較淺，就更不容易觀察到膜的變化了，而且學(xué)生在做起實(shí)驗(yàn)來也很困難。這對(duì)學(xué)生的認(rèn)知和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)都是不利的。因該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是本課的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，起著突出重點(diǎn)突破難點(diǎn)的作用，如果做得不好，就會(huì)影響本節(jié)課的教學(xué)效果。為此我們對(duì)原實(shí)驗(yàn)作了改良，利用蒙有皮膜的飲料瓶蓋代替漏斗，并固定在一根粗鉛絲的下端，讓其還能自由轉(zhuǎn)動(dòng)；用裝有紅水的型玻璃管代替另一只漏斗，再用乳膠管將兩者連接起來。在實(shí)驗(yàn)中，把飲料瓶蓋插入水中時(shí)，隨著水的深度不同，型玻璃管中的液面就發(fā)生明顯的變化；這就大大增強(qiáng)了直觀性，學(xué)生們通過實(shí)驗(yàn)觀察，不但能夠很容

7、易地發(fā)現(xiàn)水越深，壓力越大這一科學(xué)道理，而且通過改變瓶蓋的角度，還能測(cè)知來自不同方向水的壓力，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)在水下同一深度，各個(gè)方向上水的壓力都是相同的。從而為突破本課難點(diǎn)起到了良好的作用。例二：在 “摩擦起電”一課中，課文中為證明摩擦后的物體帶電，介紹了手拿氖泡接近摩擦過的物體，如果氖泡亮了，就證明該物體帶電了，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的立意是很好的，與人們用試電筆檢測(cè)日常生活中的電聯(lián)系起來，只要氖泡亮了就證明有電；但是摩擦過的物體所帶靜電一般都很少，氖泡接近時(shí)只微微一閃就沒有了，如果環(huán)境亮度再大一點(diǎn)，就很難發(fā)現(xiàn)這一微小的閃光。因此這個(gè)實(shí)驗(yàn)如要做得成功，其中一個(gè)首要的條件就是要在黑暗條件下進(jìn)行，越黑觀察的效果越明顯

8、。然而一般學(xué)校很難有這樣的條件，即使掛上黑窗簾，教室內(nèi)仍不是很黑，就不能到達(dá)預(yù)計(jì)的效果，尤其是在做公開課時(shí)更是如此。怎樣解決這一難題呢？我們采用了局部黑暗代替整體黑暗，把氖泡卡在了黑色膠卷盒內(nèi)，兩端焊出兩個(gè)短金屬棒。實(shí)驗(yàn)時(shí)指導(dǎo)學(xué)生捏住一個(gè)金屬棒，并將膠卷盒扣在一只眼上，然后將摩擦過的帶電體接近另一個(gè)金屬棒，學(xué)生們很容易就觀察到了氖泡的微小閃亮，實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生們興趣非常濃，幾乎把身邊所能找到的物體都拿來摩擦一下，試一試是否帶電。自制的教具既巧妙地解決了教學(xué)中的難點(diǎn)，又激發(fā)了學(xué)生們研究學(xué)習(xí)的興趣和積極性。例三：在電學(xué)部分，“關(guān)于人體、不純潔的水和大地等是導(dǎo)體”不僅是本部分教材的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，而且與實(shí)

9、際生活緊密聯(lián)系，學(xué)生只有深刻理解人體、不純潔的水、潮濕物及大地等是導(dǎo)體，才能真正懂得安全用電的意義，使之成為自覺的行動(dòng)。現(xiàn)教科書仍延用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，即利用燈泡、導(dǎo)線、電池等組成的，電路檢驗(yàn)板來檢驗(yàn)導(dǎo)體、絕緣體，并根據(jù)小燈泡的亮與不亮來進(jìn)行區(qū)分，如人體、不純潔的水等接入電路后往往不能使小燈泡亮起來，由于沒有理想教具，老師就只能告訴學(xué)生“人體、不純潔的水及大地等是導(dǎo)體?！币陨现R(shí)因?yàn)椴皇菍W(xué)生親眼所見，親自實(shí)驗(yàn)的，就不能讓學(xué)生真正信服，也就很難真正理解。以上內(nèi)容就成為了本課實(shí)驗(yàn)的一大難點(diǎn)。為突破這一難點(diǎn)，我研制了“多功能電子聲光演示器”教具。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生們非常投入，研究興趣極高，除了教師事前準(zhǔn)備的以

10、外，還把身邊能找到的材料都找來實(shí)驗(yàn)，他們利用這一教具不但很容易地發(fā)現(xiàn)了人體、不純潔的水及大地是導(dǎo)體，而且通過實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)干手和濕手雖然都導(dǎo)電，但導(dǎo)電能力不一樣，一個(gè)弱、一個(gè)強(qiáng)；濕木和干木一個(gè)導(dǎo)電一個(gè)不導(dǎo)電；以上實(shí)驗(yàn)不僅向?qū)W生滲透了世間一切事物都是在不斷發(fā)展變化的辨證唯物主義思想，也讓學(xué)生對(duì)安全用電的意義有了較深刻的理解。四、自制教具可以較好地填補(bǔ)現(xiàn)有教具的空白，易于突破教材中的重點(diǎn)難點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)效果更好。例一：在“電流”一課中，電流在導(dǎo)體中是怎樣流動(dòng)的，這是一個(gè)很抽象的概念，學(xué)生們不能親眼目睹，所以一般記憶都不很深刻，講過后不久就忘掉了。能否制作一件教具，讓學(xué)生能直觀地、形象地看到電流在導(dǎo)體中是如何

11、流動(dòng)的呢？為此，我應(yīng)用電子學(xué)知識(shí)，利用發(fā)光管象流水燈似的依次發(fā)光來模擬電流在導(dǎo)體中流動(dòng)的情況。當(dāng)電池反接時(shí)，“電流”也要反向流動(dòng)，設(shè)計(jì)制作出了“電流在導(dǎo)體中流動(dòng)演示器”，較好地解決了這一難點(diǎn)。例二:在“雷電現(xiàn)象”一課中，老師在講雷電危害時(shí)，因沒有恰當(dāng)?shù)慕叹撸话愣际抢蠋熤v，學(xué)生議。有些雷電造成的危害，學(xué)生們因不是親眼所見，印象不會(huì)深刻，有的甚至還會(huì)疑心“這是真的嗎？”針對(duì)這一難點(diǎn)，我利用起電機(jī)點(diǎn)燃汽油棉實(shí)驗(yàn)來以小比大，這不但激發(fā)了他們的好奇心，而且還加深了對(duì)雷電危害的認(rèn)識(shí)。如何預(yù)防雷電給人們?cè)斐傻奈：δ?？同學(xué)們會(huì)很自然地想到了避雷針，但是避雷針為什麼能避雷的道理，學(xué)生們并不清楚，如果能親自體驗(yàn)

12、一下，這些問題也就迎刃而解了。為此我利用起電機(jī)和一個(gè)磨尖了的小釘子，所做的模擬避雷針實(shí)驗(yàn)，到達(dá)了滿意的效果。具體做法是讓一個(gè)膽兒大的學(xué)生用手去觸摸起電機(jī)的帶電球，一下子被電了回來；再讓其他學(xué)生來摸，結(jié)果沒一人敢上來摸了。這時(shí)老師不慌不忙地手拿釘子去觸摸帶電的小球，學(xué)生們驚奇地發(fā)現(xiàn)，老師觸摸小球時(shí)一點(diǎn)事都沒有。老師再讓其他同學(xué)用同樣的方法試，也都沒有什么感覺。學(xué)生們都感到奇怪，老師沒有正面解釋，而是讓一個(gè)學(xué)生上前來仔細(xì)觀察釘子尖在接近帶電球時(shí)所發(fā)生的情況。學(xué)生們終于明白了原來是釘子尖把帶電球一次性較大規(guī)模放電變成了細(xì)小的多次放電。所以人也就沒有什麼感覺了。這就是避雷針之所以能避雷的道理。五、自制

13、教具可縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，在短時(shí)間內(nèi)就能見到效果。世界上一般事物的發(fā)展變化往往是比較漫長(zhǎng)的過程，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室條件下就是要千方百計(jì)用盡可能短的時(shí)間讓學(xué)生們看到這個(gè)變化，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)事物變化的規(guī)律，激發(fā)起學(xué)習(xí)的興趣和積極性。如果實(shí)驗(yàn)的時(shí)間較長(zhǎng)，效果再不明顯，學(xué)生的注意力就會(huì)分散，教學(xué)效果就會(huì)受到影響。另外，只有縮短了每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，才有可能在分鐘的教學(xué)過程中，增加實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)，加大教學(xué)密度，從而提高教學(xué)效果。例如：在 “熱脹冷縮”一課中，氣體、液體的熱脹冷縮變化比較明顯，學(xué)生們較容易觀察到，而固體的熱脹冷縮往往就不明顯。需要較長(zhǎng)的時(shí)間，老師們一般采用“金屬熱脹球?qū)嶒?yàn)”，做這個(gè)實(shí)驗(yàn)要看到結(jié)果，約需一分鐘，而如果

14、用酒精加熱金屬棒的金屬線脹演示實(shí)驗(yàn)。則需要十幾分鐘或更長(zhǎng)的時(shí)間，這個(gè)實(shí)驗(yàn)因時(shí)間太長(zhǎng)，既減小了實(shí)驗(yàn)的密度，同時(shí)因時(shí)間一長(zhǎng)還會(huì)降低學(xué)生們的注意力。為縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，我設(shè)計(jì)制作了帶指針的金屬線脹演示器，利用電加熱金屬絲代替了酒精槽加熱金屬棒，這就大大縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)一次只需幾秒鐘，一分鐘之內(nèi)就可以重復(fù)多次，而且實(shí)驗(yàn)的效果還非常明顯。做完此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，金屬球也被加熱好，這時(shí)老師就給學(xué)生們演示金屬球鉆圈實(shí)驗(yàn)，這時(shí)金屬球已經(jīng)鉆不過去了。說明金屬球受熱后體積已經(jīng)脹大了。老師接著提出問題：“要想讓球還能鉆過鐵圈怎麼辦？”學(xué)生們會(huì)說把球放到冷水里冷一冷就行了。這時(shí)老師可以不把球放到冷水里，而是往球上澆一杯冷水，

15、同樣是受冷，因方法不同，效果也就有較大的差異，當(dāng)冷水澆到金屬球上時(shí)，學(xué)生們親眼看到了球受冷縮小后穿過鐵圈的全過程。這就更能激起學(xué)生們的好奇心和注意力，提高學(xué)習(xí)研究的興趣。六、自制教具可較快地把現(xiàn)代科技溶于其中，彌補(bǔ)現(xiàn)有教具之不足，使實(shí)驗(yàn)課上得更精采。例如：在“摩擦起電”一課中，學(xué)生們通過實(shí)驗(yàn)懂得了物體通過摩擦可以帶上靜電，帶電體可以吸引一些輕小的東西。我們講靜電，難道就只是讓學(xué)生們知道摩擦后的帶電體能吸引一些輕小的物體嗎？能不能讓他們的思維再擴(kuò)展一些呢？靜電還有哪些更大的用處呢？為此我設(shè)計(jì)制作了一個(gè)消煙除塵的模擬裝置；用日光燈管作“煙囪”，并讓蚊香的煙從“煙囪”中冒出，然后再用起電機(jī)產(chǎn)生靜電將

16、煙塵除掉，通過以上實(shí)驗(yàn)，不但使學(xué)生們加深了對(duì)靜電知識(shí)的理解，開擴(kuò)了他們的眼界，而且還向他們滲透了環(huán)境保護(hù)知識(shí)及現(xiàn)代科技知識(shí)。但是，我研制的“消煙除塵”教具，最初因采用感應(yīng)起電機(jī)來產(chǎn)生靜電，效果總不是十分理想，這是因?yàn)槠痣姍C(jī)產(chǎn)生的靜電較少，用它消除一根蚊香冒出的煙還可以，多了就不行了。同時(shí)它受天氣的影響又較大，一旦天氣不好，實(shí)驗(yàn)就做不成了，而我們的實(shí)驗(yàn)課不應(yīng)受天氣的左右，即使天氣不好，實(shí)驗(yàn)課也應(yīng)照常進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)的效果還要越明顯越好，要讓全體學(xué)生都能看清楚。能不能辦到呢？為此我應(yīng)用現(xiàn)代科技成果，又研制了“電子起電機(jī)”，利用電子技術(shù)來產(chǎn)生高壓靜電，并用它來做靜電的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。果然有了它,效果就大不一樣了

17、，它不但不受天氣的影響，而且產(chǎn)生的靜電也大多了，即使根蚊香同時(shí)點(diǎn)燃的煙也一下子就被消除干凈了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在數(shù)百人的禮堂里都能看得很清楚。另外利用電子起電機(jī)來做雷電現(xiàn)象及危害的實(shí)驗(yàn)中，用它來點(diǎn)燃酒精棉及做油汽爆發(fā)實(shí)驗(yàn)，效果都非常理想，一做就成功，這對(duì)于提高教學(xué)效果起到了關(guān)鍵作用。七、在教學(xué)實(shí)踐中不斷研制和完善自制教具、努力提高自身素質(zhì)是實(shí)驗(yàn)教師一個(gè)永恒的課題，既然自制教具在學(xué)生素質(zhì)教育中有著非常重要的作用，作為一名教師就應(yīng)該在教學(xué)實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)新的科技知識(shí)，不斷努力提高自身素質(zhì)及創(chuàng)新意識(shí)。目前科學(xué)技術(shù)正以前所未有的速度飛快向前發(fā)展，新科技新材料不斷涌現(xiàn)，這就為實(shí)驗(yàn)教師提供了一個(gè)廣闊的天地，只要科技